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20世纪70年代大约在电动单元组合式仪表研发时期，出现了4～20mDC的国际统一信号（对应电压信号为1～5VDC），相应两线制技术也得到普及。两线制是指一个现场变送器由两根导线与控制室对应端子相连，在其上完成供电（24VDC）及电流信号传输。当然，四线制技术也还可以使用（四线制指现场变送器接两根电源线和两根信号线）。
在1986年美国Rosemount公司推出HART（HighwayAddressableRemoteTransducer可寻址远程传感器高速公路）通信协议，在原两线制变送器上增加了数字信号传输功能，即在4～20mA的直流模拟信号基础上叠加了一个波形为FSK（FrequencyShiftingKeying）Bell202的数字通信信号，以后得到多家仪表研制这方面的产品。严格地说，它不是现场总线，但由于它兼容了模拟信号及有利于改造老产品，所以10多年来它还能生存下来，而且有所发展，如它规定了设备描述语言，而且多种DCS、PLC均可与之相连，配套的HARTMuHiplexer多路复用器之外，还有HARTI/O，使老装置装置改造中现有布线系统得到利用，完成工厂资产设备管理等功能，提高工厂生产效率。
国际标准和行业标准
追溯上世纪80年代IFC、90年代初ISP及ISPF已经进行了初步联合，1994年法国加入成立现场总线基金会（FF）比HART通信协议公布稍后，国际电工委员会IEC于1988年IEC/TC65/SC65C/WG6工作组正式开始现场总线标准化工作，于2000年1月正式通过IEC61158测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线标准，有10种类型，为了便于标准的应用，又制订了IEC61784作为解释和补充，IEC61784为工业控制系统的连续和断续制造用现场总线行规设置，涉及7个协议簇，即FF、ControlNet、Profibus、P-Net、SwiftNet、WorldFIP、Interbus。
另外，IEC/TC17/SC17B分管低压电器的分委员会制订了IEC62026有关的现场总线AS-I、DeviceNet、SDS及Seriplex4种现场总线标准；IEC/TC22分管电力电子的分委员会将CAN总线列为国际标准，而且ISO（国际标准组织）通过为标准：CANISO11898（1Mbit/s）与CANISO11519（125Kbit/s）。以上通常称有7 4 1=12种现场总线国际标准。也有很多人把部分应用较少或原理与其它总线相宾的总线略去而称有8种现场总线。
在未成为国际标准的现场总线中，应用很广，性能很好的有Lonworks，它为ANSI美国国家标准及智能建筑等5个行业的标准；Modbus总线应用的历史较长，现在也在发展与以太网相结合等技术；另外就是CC-Link，它由日本三菱公司推出，应用面也很广。
关于多标准问题
在IEC制订现场总线标准的同时，各国或跨国大公司也在积极开发现场总线，一些国家或行业的特殊性，IEC原设想的现场总线基金会虽然代表了100多个国家，其开发的基金会现场总线并不能满足各行业的要求，而且要满足过程工业的要求，也还有一个完美的过程，所以只好将其低速标准FF的H1部分与其它各种功能相近的Profibus-PA、Profibus-DP等并列为标准。另外原因就是数字通信技术发展很快，加之FCS概念虽已形成，但与DCS、PLC等系统还得“和平共处”一无相当长时期；又与80年代刚制定标准时期相比，FF高速标准与以太网（互联网）技术相兼容是大势所趋，所以出现了FF的HSE及Profinet等标准，这些都是顺应潮流的选择。应该说多标准的产生，这是反映了数字通信技术的现实，不是以人们的意志而转移的。既然是多标准，以后还会有所增加，我国如有新的现场总线出现，也可以争取成为国际标准。
如事先制订出统一的开放的、可互操作的一个现场总线标准，制订出来以后，多数厂家都放弃原来的现场总线，当然很理想，最大受益者为最终用户，但是我们要面对现实，在承认现状、积极应用现标准的同时，用户和制造厂都对开放性和可互操作性的理想锲而不舍，我想这一天终究会到来。
现场总线的比较
多现场总线是制造商、集成商和最终用户以来不便选用困难，但是通过比较，结合自身特点，是能选出一种或两种现场总线，并发挥现场总线技术的优势，以来经济效益，而且可以自下而上防止出现信息孤岛。
主要现场总线比较如表1所示。表中除主要性能特点以外，与选型有关的还有：主从方式、无主方式或点对点方式；传送过程数据和住处组态住处运行状态等报文长短；通信实时性；通信准确性和通信安全性等。高速或上层的现场总线在表中所列的FFHSE、Profinet、ControlNet中的Ethernet/IP均使用了工业以太网；其它的现场总线现在也在致力于和以太网（互联网）相连；加之工业以太网也在从事“e网到底”的努力，即在发展直接与以太网相连的I/O模块;又IEC正与IAONA（工业自动化开放网络联合会）制订包含工业以太网行规的“工业网络化系统安装导则”，所以我们要重视工业以太网的发展。
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chenwh78 发表于 2009/9/16 16:55:17
2楼 回复本楼A节省硬件数量与投资。由于现场总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控制器、计算单元等，也不再需要DCS系统的信号调理、转换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工控PC机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，由于控制设备的减少，还可减少控制室的占地面积。
B节省安装费用。现场总线系统的接线十分简单，由于一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，也减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程的测算资料，可节约安装费用60％以上。
C节省维护开销。由于现场控制设备具有自诊断与简单故障处理的能力，并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量。
D用户具有高度的系统集成主动权。用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统。避免因选择了某一品牌的产品被“框死”了设备的选择范围，不会为系统集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展，使系统集成过程中的主动权完全掌握在用户手中。
E提高了系统的准确性与可靠性。由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差。同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强：减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。
引用 chenwh78 2009/9/16 16:55:17 发表于2楼的内容
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chenwh78 发表于 2009/9/16 16:55:52
现场总线的种类很多，据不完全统计，目前国际上有40多种现场总线。导致多种现场总线同时发展的原因有两个，一是工业技术的迅速发展，使得现场总线技术在各种技术背景下得以快速发展，并且迅速得到普及，但是普及的层面和程度受到不同技术发展的侧重点不同而各不相同；另一方面，工业控制领域“高度分散、难以垄断”，这和家用电器技术的普及不同，工业控制所涵盖的领域往往是多学科、多技术的边缘学科，一个领域得以推广的总线技术到了另一个新的领域有可能寸步难行。控制系统的层次 控制系统是有不同的层次的，简明地表示出控制系统的金字塔结构。左边的文字表示系统的逻辑层次，由上到下分别为协调级、工厂级、车间级、现场级和操作器与传感器级。现场总线涉及的是最低两级。右边文字表示系统的物理设备层次，由上到下依次为主计算机、可编程序控制器、工业逻辑控制器、传感器与操作器（如感应开关、位置开关、电磁阀、接触器等等）。现场总线的应用范围 对应不同的系统层次，现场总线有着不同的应用范围。例举了几种主要现场总线的应用范围。纵坐标由下往上表示设备由简单到复杂，即由简单传感器、复杂传感器、小型PLC或工业控制机到工作站、中型PLC再到大型PLC、DCS监控机等，数据通信量由小到大，设备功能也由简单到复杂。横坐标表示通信数据传输的方式，从左到右，依次为二进制的位传输、8位及8位以上的字传输、128位及以上的帧传输以及更大数据量传输的文件传输。 ASI、Sensorloop、Seriplex等总线适用于由各种开关量传感器和操作器组织的底层控制系统，而Devicenet、Profibus-DP和WorldFIP适用于字传输额的各种设备，至于Profibus-PA、FieldbusFoundation等更多地适用于帧传输的仪表自动化设备。所以对我们适用的总线在Sensor和Equipment的区域内。3楼 回复本楼
引用 chenwh78 2009/9/16 16:55:52 发表于3楼的内容
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